具有自清洁功能的水污染在线监测装置
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202411268254.1 | 申请日 | 2024-09-11 |
| 公开(公告)号 | CN119125479A | 公开(公告)日 | 2024-12-13 |
| 申请人 | 宁夏大学; | 申请人类型 | 学校 |
| 发明人 | 赵增锋; 邱小琮; 尹娟; 冯娜; 汪宏伟; 赵睿智; 杨强强; 徐程; 侯洪飞; | 第一发明人 | 赵增锋 |
| 权利人 | 宁夏大学 | 权利人类型 | 学校 |
| 当前权利人 | 宁夏大学 | 当前权利人类型 | 学校 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：宁夏回族自治区 | 城市 | 当前专利权人所在城市：宁夏回族自治区银川市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：宁夏回族自治区银川市西夏区贺兰山西路489号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：750021 |
| 主IPC国际分类 | G01N33/18 | 所有IPC国际分类 | G01N33/18 ; G01N27/06 ; G01R27/22 ; G01K13/00 ; G01N1/14 ; F28B9/00 ; B08B3/02 ; B08B1/16 ; B08B1/30 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 日照市聚信创腾知识产权代理事务所 | 专利代理人 | 杨娅娟; |
| 摘要 | 本 发明 公开了一种具有自清洁功能的 水 污染在线监测装置，属于水环境监测设备技术领域，包括浮台，浮台底部周侧环绕连接有多个浮体，所述浮台底部安装有设备箱，所述设备箱底部连接有保护网罩，所述设备箱内安装有抽水 泵 。本发明中，通过不同深度的进液嘴 抽取 对应深度的 水体 ，送入检测箱内通过检测 探头 监测水体环境，在探头使用后，能够通过抽水泵抽取冷凝箱冷凝得到的蒸馏水，通过蒸馏水送入内冲洗机构后能够对多个检测探头进行喷液冲洗，通过蒸馏水的冲洗避免水体内藻类粘附在探头表面，提高检测 精度 ，同时刮扫机构移动刮去保护网罩外侧粘附的藻类，避免影响抽水。 | ||
| 权利要求 | 1.一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置，包括浮台(1)，浮台(1)底部周侧环绕连接有多个浮体(3)，其特征在于，所述浮台(1)底部安装有设备箱(6)，所述设备箱(6)底部连接有保护网罩(4)，所述设备箱(6)内安装有抽水泵(18)，抽水泵(18)连接有抽水干管，抽水干管上汇集有多个不同深度的抽水支管，抽水支管的进水口设置有进液嘴(12)，通过不同深度的进液嘴(12)抽取对应深度的水体，所述抽水泵(18)另一侧连通有检测箱(7)，检测箱(7)安装于设备箱(6)内，所述浮台(1)底部设有刮扫机构(5)，通过刮扫机构(5)移动刮去保护网罩(4)外侧粘附的藻类。 |
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| 说明书全文 | 具有自清洁功能的水污染在线监测装置技术领域[0001] 本发明属于水环境监测设备技术领域，尤其涉及一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置。 背景技术[0002] 水环境监测作为保护水资源、维护生态平衡的重要一环，其精确性和高效性至关重要。传统的水质取样方法依赖于人工操作，不仅劳动强度大，而且难以保证在不同深度下取样的连续性和准确性，尤其是在宽广且深度变化较大的河流、湖泊等自然水体中，这一弊端尤为突出。人工取样往往受限于操作人员的技术水平、体力状况以及环境条件的复杂性，导致取样结果可能存在偏差，且效率低下，难以满足现代环境监测的时效性需求。 [0003] 为克服这一瓶颈，近年来，自动化、智能化的水体抽液监测设备应运而生，它们被设计用于直接安装或部署于水体中，实现无人值守的连续监测。然而，尽管这些设备在一定程度上提高了监测效率，但在深度测量方面仍存在不足。许多现有设备缺乏精确控制取样深度的机制，往往只能随机或按照预设时间间隔进行取样，无法针对特定深度或水质变化层进行精准取样，从而可能错过关键的水质信息，同时，探头在水体内容易受到污染或藻类吸附，影响到检测精度，因此，存在改进的空间。 发明内容[0004] 本发明的目的在于：为了解决无法针对特定深度或水质变化层进行精准取样检测，且容易出现藻类吸附，影响检测精度的问题，而提出的一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置。 [0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案： [0006] 一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置，包括浮台，浮台底部周侧环绕连接有多个浮体，所述浮台底部安装有设备箱，所述设备箱底部连接有保护网罩，所述设备箱内安装有抽水泵，抽水泵连接有抽水干管，抽水干管上汇集有多个不同深度的抽水支管，抽水支管的进水口设置有进液嘴，通过不同深度的进液嘴抽取对应深度的水体，所述抽水泵另一侧连通有检测箱，检测箱安装于设备箱内，所述浮台底部设有刮扫机构，通过刮扫机构移动刮去保护网罩外侧粘附的藻类。 [0007] 作为上述技术方案的进一步描述： [0008] 所述抽水泵通过管道连通有蒸发箱，所述蒸发箱蒸汽出口通过管道连通有冷凝箱，所述冷凝箱设于设备箱一侧，且冷凝箱出口分别通过泵体和管道连通有外冲洗机构和内冲洗机构，所述外冲洗机构延伸至浮台顶部，所述内冲洗机构连接于检测箱内。 [0009] 作为上述技术方案的进一步描述： [0010] 所述检测箱内环绕布置有多个检测探头，所述内冲洗机构包括喷液外环和喷液环，所述喷液外环连接于检测箱内，且喷液环内腔安装有支柱，所述支柱底部连接于检测箱内腔底部，所述检测探头位于喷液环和喷液外环之间，通过喷液外环和喷液环相对面一侧环绕设置的喷嘴将冷凝水喷出冲洗检测探头，所述喷液环和喷液外环均通过连通管与冷凝箱延伸出的泵送管道相连通。 [0011] 作为上述技术方案的进一步描述： [0012] 所述设备箱内腔一侧安装有隔板，所述隔板与设备箱之间具有间隙，所述冷凝箱安装于间隙内，所述设备箱外壁开设有与间隙连通的进液孔，通过进液孔进液使冷凝箱内蒸汽冷却。 [0013] 作为上述技术方案的进一步描述： [0014] 所述刮扫机构包括刮扫环，所述刮扫环套设于保护网罩外侧，所述刮扫环两侧均连通有移动座，且一侧移动座顶部嵌设有丝杆座，所述丝杆座内螺纹连接有调节丝杆，所述调节丝杆转动连接于浮台底部，调节丝杆传动连接有驱动电机，驱动电机安装于浮台底部一侧对应位置，通过刮扫环沿调节丝杆轴线方向移动刮扫保护网罩外部。 [0015] 作为上述技术方案的进一步描述： [0016] 所述刮扫环内腔沿轴线环绕连接有多个固定座，所述固定座内腔连接有弹簧，弹簧另一端连接有移动块，所述移动块一侧连接有滑杆，且滑杆另一端连接有刮扫条，所述滑杆外侧壁套设有支撑板，且支撑板连接于固定座内腔一侧。 [0017] 作为上述技术方案的进一步描述： [0019] 作为上述技术方案的进一步描述： [0020] 所述外冲洗机构包括支撑环，所述支撑环外周侧对应太阳能电池组的一侧均连通有多个冲洗喷嘴，且多个冲洗喷嘴沿太阳能电池组宽度方向排布，所述支撑环顶部安装有定位装置，所述定位装置包括定位芯片和信号发生模块。 [0021] 作为上述技术方案的进一步描述： [0022] 所述检测箱底部设有排液管，且检测箱顶部安装有排液气泵，通过排液气泵加压排液。 [0023] 作为上述技术方案的进一步描述： [0025] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是： [0026] 1、本发明中，通过设计的多个进液嘴，通过在不同深度位置的进液嘴实现对水体环境不同深度的水样采集，送入检测箱内通过检测探头监测水体环境，在探头使用后，能够通过抽水泵抽取冷凝箱内冷凝得到的蒸馏水，通过蒸馏水送入内冲洗机构后能够对多个检测探头进行喷液冲洗，有利于通过蒸馏水的冲洗避免水体内藻类粘附在探头表面，提高检测精度。 [0027] 2、本发明中，通过设计的内冲洗机构，检测箱内喷液外环和喷液环能够通过对应位置的喷嘴将冷凝蒸馏水喷出，内外两侧的蒸馏水能够充分清洗检测探头表面粘附的水液，有利于延长使用寿命，并且在冲洗结束后，为避免水液残留，能够通过排液气泵向检测箱内加压，通过加压使检测箱内的水液通过底部排液管排出，避免水液残留影响到检测稳定性，通过自清洁实现水体的持续污染检测，冷凝箱安装于隔板和设备箱的间隙内，设备箱能够通过进液孔与外部水体进行循环交换，有利于持续对冷凝箱进行换热，提高换热效果。 [0028] 3、本发明中，通过设计的刮扫机构，通过控制电机工作带动一侧调节丝杆旋转，调节丝杆旋转能够带动丝杆座移动带动刮扫环移动，刮扫环移动能够带动内侧刮扫条对保护网罩外侧进行刮扫，通过对保护网罩的刮扫避免藻类粘附影响到吸液效果，刮扫环移动时能够通过刮扫条与保护网罩进行贴合，并且在刮扫条与保护网罩接触时，弹簧能够利用自身弹力保证前端刮扫条与保护罩的充分贴合，有利于通过周侧多个刮扫条的设置，提高刮扫贴合效果。附图说明 [0029] 图1为本发明提出的一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置的整体结构示意图； [0030] 图2为本发明提出的图1中A部分放大的结构示意图； [0031] 图3为本发明提出的一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置的侧向拆分结构示意图； [0032] 图4为本发明提出的一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置的拆分结构示意图； [0033] 图5为本发明提出的一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置的设备箱内拆分结构示意图； [0034] 图6为本发明提出的一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置的设备箱俯视角结构示意图； [0035] 图7为本发明提出的一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置的检测箱结构示意图； [0036] 图8为本发明提出的一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置的进液嘴侧向装配结构示意图； [0037] 图9为本发明提出的一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置的仰视角结构示意图； [0038] 图10为本发明提出的一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置的刮扫条装配结构示意图。 [0039] 图例说明： [0040] 1、浮台；2、太阳能电池组；3、浮体；4、保护网罩；5、刮扫机构；501、调节丝杆；502、丝杆座；503、移动座；504、刮扫环；505、刮扫条；506、滑杆；507、移动块；508、弹簧；509、固定座；510、支撑板；6、设备箱；7、检测箱；8、内冲洗机构；801、喷液外环；802、连通管；803、支柱；804、喷液环；9、外冲洗机构；901、支撑环；902、冲洗喷嘴；10、检测探头；11、定位装置；12、进液嘴；13、溶解氧检测探头；14、隔板；15、进液孔；16、冷凝箱；17、蒸发箱；18、抽水泵； 19、排液气泵。 具体实施方式[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。 [0042] 请参阅图1‑图10，本发明提供一种技术方案：一种具有自清洁功能的水污染在线监测装置，包括浮台1，浮台1底部周侧环绕连接有多个浮体3，浮台1底部安装有设备箱6，设备箱6底部连接有保护网罩4，设备箱6内安装有抽水泵18，抽水泵18连接有抽水干管，抽水干管上汇集有多个不同深度的抽水支管，抽水支管的进水口设置有进液嘴12，通过电磁阀门控制，抽水时根据需要通过不同深度的进液嘴12抽取对应深度的水体，抽水泵18另一侧连通有检测箱7，检测箱7安装于设备箱6内，浮台1底部设有刮扫机构5，通过刮扫机构5移动刮去保护网罩4外侧粘附的藻类。 [0043] 抽水泵18通过管道连通有蒸发箱17，蒸发箱17蒸汽出口通过管道连通有冷凝箱16，冷凝箱16设于设备箱6一侧，且冷凝箱16出口分别通过泵体和管道连通有外冲洗机构9和内冲洗机构8，外冲洗机构9延伸至浮台1顶部，内冲洗机构8连接于检测箱7内。 [0044] 具体的：抽水泵18上连接有多个管道，可以实现多种用途，在使用时通过系统控制电磁阀等功能阀门的启闭实现相应的工作。如通过位于不同深度的进液嘴12，能够抽取不同深度位置的进液嘴12附近的水体，由抽水泵18控制送入检测箱7内，通过检测探头10检测水体质量，其中，多个检测探头10包括检测水温、pH、电导率和TDS的探头等，由此监测不同深度水体的水环境质量。抽水泵18可以抽取水体进入蒸发箱17，在蒸发箱17蒸发后进入冷凝箱16冷凝得到蒸馏水。在探头使用后，采用新的泵体抽取冷凝箱16内的蒸馏水，避免蒸馏水污染，泵体优选位于冷凝箱16内，将蒸馏水送入内冲洗机构8后能够对多个检测探头10进行喷液冲洗，通过蒸馏水的冲洗避免水体内藻类粘附在探头表面并滋生，提高检测精度。 [0045] 请参阅图6和图7，检测箱7内环绕布置有多个检测探头10，内冲洗机构8包括喷液外环801和喷液环804，喷液外环801连接于检测箱7内，且喷液环804内腔安装有支柱803，支柱803底部连接于检测箱7内腔底部，检测探头10位于喷液环804和喷液外环801之间，通过喷液外环801和喷液环804相对面一侧环绕设置的喷嘴将冷凝水喷出冲洗检测探头10，喷液环804和喷液外环801均通过连通管802与冷凝箱16延伸出的泵送管道相连通。 [0046] 检测箱7底部设有排液管，且检测箱7顶部安装有排液气泵19，通过排液气泵19加压排液，进液嘴12底部连通有溶解氧检测探头13，通过溶解氧检测探头13在水体未受扰动状态下检测溶解氧，设置在入水侧的溶解氧检测探头13能够避免抽水时水体流动较大造成溶解氧检测的干扰，这也是溶解氧探头不设置在检测箱7内部的原因。抽水检测时不考虑溶解氧数值，抽水停止后溶解氧的稳定值作为数据参考。 [0047] 具体的：通过设计的内冲洗机构8，检测箱7内喷液外环801和喷液环804能够通过对应位置的喷嘴将冷凝蒸馏水喷出，内外两侧的蒸馏水能够充分清洗检测探头10表面的粘附的藻类等杂质，避免其滋生，有利于延长使用寿命，并且在冲洗接触后，为避免水液残留，能够通过排液气泵19向检测箱7内加压，通过加压使检测箱7内的水液通过底部排液管排出，从而能够避免水液残留影响到检测稳定性，通过自清洁实现水体的持续污染检测。 [0048] 其中，排液管应安装有溢流阀，以实现加压后水液的流出，并且避免水体水液的回流，提高检测箱7内监测环境的稳定性。 [0049] 请参阅图5和图6，设备箱6内腔一侧安装有隔板14，隔板14与设备箱6之间具有间隙，冷凝箱16安装于间隙内，设备箱6外壁开设有与间隙连通的进液孔15，通过进液孔15进液使冷凝箱16内蒸汽冷却。 [0050] 具体的：通过设计的隔板14，冷凝箱16安装于隔板14和设备箱6的间隙内，当蒸汽进入冷凝箱16的换热管时，换热管能够通过与间隙内的水体接触换热冷凝，并且设备箱6能够通过进液孔15与外部水体进行循环交换，有利于持续对冷凝箱16进行换热，提高换热效果，并且，冷凝箱16、蒸发箱17以及内冲洗机构8和外冲洗机构9之间的水液泵送循环通过设备箱6内的控制模块进行控制，且控制模块可通过信号传输设备远程设置，以实现远程遥控监测。 [0051] 请参阅图3和图4，浮台1顶部环绕连接有多个太阳能电池组2，且太阳能电池组2连通有蓄电池，且蓄电池安装于设备箱6内，太阳能电池组2位于外冲洗机构9一侧，通过外冲洗机构9冲洗太阳能电池组2表面灰尘，外冲洗机构9包括支撑环901，支撑环901外周侧对应太阳能电池组2的一侧均连通有多个冲洗喷嘴902，且多个冲洗喷嘴902沿太阳能电池组2宽度方向排布，支撑环901顶部安装有定位装置11，防止设备丢失，定位装置11包括定位芯片和信号发生模块。 [0052] 具体的：太阳能电池组2能够通过将太阳能转化为电能并通过蓄电池存储，用于系统供电，有利于通过清洁能源降低电力消耗，有利于野外监测应用，并且外冲洗机构9能够通过抽取蒸馏水通过冲洗喷嘴902喷液，外冲洗机构9由泵体供水，与内冲洗机构8可共用泵体，通过功能阀门进行控制，冲洗喷嘴902喷液能够对太阳能电池板进行冲洗除尘，避免影响到发电效果。 [0053] 请参阅图1、图2和图10，刮扫机构5包括刮扫环504，刮扫环504套设于保护网罩4外侧，刮扫环504两侧均连通有移动座503，且一侧移动座503顶部嵌设有丝杆座502，丝杆座502内螺纹连接有调节丝杆501，所述调节丝杆501转动连接于浮台1底部，调节丝杆501传动连接有驱动电机，驱动电机安装于浮台1底部一侧对应位置，通过刮扫环504沿调节丝杆501轴线方向移动刮扫保护网罩4外部； [0054] 其中，另一侧移动座503可设置相应的导向杆和导向套，以避免刮扫环504移动时发生晃动偏移，提高刮扫稳定性； [0055] 刮扫环504内腔沿轴线环绕连接有多个固定座509，固定座509内腔连接有弹簧508，弹簧508另一端连接有移动块507，移动块507一侧连接有滑杆506，且滑杆506另一端连接有刮扫条505，滑杆506外侧壁套设有支撑板510，且支撑板510连接于固定座509内腔一侧。 [0056] 具体的：通过设计的刮扫机构5，当保护罩持续滤过水体杂质后，保护罩表面粘附较多藻类，此时能够通过控制电机工作带动一侧调节丝杆501旋转，调节丝杆501旋转能够带动螺纹连接的丝杆座502移动，丝杆座502移动能够带动内侧刮扫条505对保护网罩4外侧进行刮扫，从而能够通过对保护网罩4的刮扫避免藻类粘附，影响到吸液效果。刮扫后会有部分藻类进入保护网罩4的内部，可以将排液气泵19引出一根管道到保护网罩4的内部，通过吹气的形式，实现保护网罩4内部的藻类排出。 [0057] 进一步的，刮扫环504移动时能够通过刮扫条505与保护网罩4进行贴合，并且在刮扫条505与保护网罩4接触时，刮扫条505能够通过滑杆506在支撑板510内滑动，滑杆506移动时能够通过移动块507挤压后侧弹簧508，弹簧508能够利用自身弹力保证前端刮扫条505与保护罩的充分贴合，有利于通过周侧多个刮扫条505的设置，提高刮扫贴合效果。 [0058] 工作原理：使用时，通过在不同深度位置的进液嘴12实现对不同深度的水体抽取，并通过送入检测箱7内通过检测探头10监测水体环境，多个检测探头10包括监测水温、pH、电导率和TDS的探头，在探头使用后，通过泵体抽取冷凝箱16冷凝得到的蒸馏水，将蒸馏水送入内冲洗机构8后对多个检测探头10进行喷液冲洗； [0059] 检测箱7内喷液外环801和喷液环804通过对应位置的喷嘴将冷凝蒸馏水喷出，内外两侧的蒸馏水充分清洗检测探头10表面粘附的藻类，有利于延长使用寿命，在冲洗结束后，为避免水液残留，通过排液气泵19向检测箱7内加压，通过加压使检测箱7内的水液通过底部排液管排出； [0060] 当保护罩持续滤过水体杂质后，保护罩表面粘附较多藻类，通过控制电机工作带动一侧调节丝杆501旋转，调节丝杆501旋转带动螺纹连接的丝杆座502移动，丝杆座502移动带动内侧刮扫条505对保护网罩4外侧进行刮扫。 [0061] 在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0062] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |
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